ALCANCES DEL DESARROLLO DE LA NUEVA TECNOLOGÍA LI-FI PARA LAS ...

67 Pages·2014·1.61 MB·German

ALCANCES DEL DESARROLLO DE LA NUEVA TECNOLOGIA LI-FI PARA
LAS TELECOMUNICACIONES EN COLOMBIA

LEONARDO CAMARGO RODRÍGUEZ
OSCAR ARMANDO GUEVARA PENAGOS

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
MODALIDAD INVESTIGACIÓN TECNOLÓGICA
BOGOTÁ D.C.
2014
ALCANCES DEL DESARROLLO DE LA NUEVA TECNOLOGIA LI-FI PARA
LAS TELECOMUNICACIONES EN COLOMBIA

LEONARDO CAMARGO RODRÍGUEZ
OSCAR ARMANDO GUEVARA PENAGOS

Trabajo de Grado para optar al título
de Ingeniero Electrónico y de Telecomunicaciones

Director
DARIO FERNANDO CORTES
MSc. Electrónica y Comunicaciones

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
MODALIDAD INVESTIGACIÓN TECNOLÓGICA
BOGOTÁ D.C.
2014

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Nota de Aceptación

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Firma del Presidente del jurado

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Firma del jurado

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Firma del jurado

Bogotá D.C., Octubre de 2014
4
TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 14
1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................. 15
1.1 UBICACIÓN DEL PROBLEMA ................................................................ 15
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................... 15
2 OBJETIVOS .................................................................................................... 17
2.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................. 17
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................... 17
3 ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN ........................................................... 18
4 DISEÑO METODOLÓGICO ........................................................................... 20
4.1 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN .............................................. 20
4.1.1 Estudio de pre-factibilidad................................................................. 20
4.1.2 Formulación del proyecto.. ............................................................... 20
4.1.3 Ejecución del proyecto. ..................................................................... 20
4.1.4 Validación de la solución.. ................................................................ 20
4.2 TIPO DE INVESTIGACIÓN ...................................................................... 20
4.3 ASPECTOS ADMINISTRATIVOS DE LA INVESTIGACIÓN .................... 21
5 CAPÍTULO I: LI-FI, GENERALIDADES, ESTRUCTURA Y DISEÑO .............. 23
5.1 HISTORIA ................................................................................................ 23
5.2 MANIPULACIÓN POR INTERRUPCIÓN ................................................. 24
5.3 SISTEMA DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA LI-FI ............................ 25
5.4 LAS REDES LI-FI: UNA NUEVA REVOLUCIÓN EN LAS
TELECOMUNICACIONES ................................................................................. 29
5.5 LI-FI, ACCESO A INTERNET MEDIANTE FUENTES DE LUZ ................ 31
5.6 CHINOS TRANSMITEN INTERNET A TRAVÉS DE LA LUZ .................. 33
5.7 PURE VLC LTD ....................................................................................... 33
5.8 ¿CÓMO FUNCIONA LI-FI? ...................................................................... 35
5.9 CONSORCIO LI-FI ................................................................................... 36
5.9.1 Tecnología GigaSPEED. .................................................................. 38
5.9.2 GigaDock. ......................................................................................... 38
5.9.3 GigaBeam. ........................................................................................ 40
5.9.4 GigaShower.. .................................................................................... 41
5.9.5 GigaMIMO. ....................................................................................... 42
5.10 FUNCIONES LOCALES LI-FI EN LA NUBE ......................................... 43
5.11 LI-FI Y EL MEDIO AMBIENTE .............................................................. 44
5.11.1 Teléfono móvil con radiación de radiofrecuencia biológica segura. 45
5.11.2 Multicanal móvil. .............................................................................. 45
5.11.3 Funciones de seguridad. .................................................................. 46
5.11.4 Control de iluminación óptica. .......................................................... 47
5.11.5 Hogares inteligentes.. ....................................................................... 47
6 CAPÍTULO II: COMPARACIÓN ENTRE LAS TECNOLOGÍAS LI-FI Y WI-FI . 49
5
6.1 TECNOLOGÍA LI-FI ................................................................................. 49
6.1.1 Capacidad. ........................................................................................ 49
6.1.2 Eficiencia. ......................................................................................... 49
6.1.3 Seguridad. ........................................................................................ 50
6.2 TECNOLOGÍA WI-FI ................................................................................ 50
6.2.1 Seguridad y fiabilidad.. ...................................................................... 50
6.2.2 Dispositivos. ...................................................................................... 51
6.2.2.1 Dispositivos de distribución o red. ........................................... 51
6.2.3 Ventajas.. .......................................................................................... 51
6.2.4 Desventajas. ..................................................................................... 52
6.3 COMPARACIÓN LI-FI / WI-FI .................................................................. 52
7 CAPÍTULO III: POSIBLES APLICACIONES DE LA TECNOLOGÍA LI-FI EN EL
MERCADO COLOMBIANO ................................................................................... 53
7.1 RED DE ESTUDIO VIRTUAL PARA LA POBLACIÓN VULNERABLE .... 54
7.2 SISTEMA DE CONTROL PARA EL SERVICIO PÚBLICO VEHICULAR . 58
8 CAPÍTULO IV: OBTENCIÓN DEL PROTOTIPO ............................................ 61
8.1 GEOLED .................................................................................................. 61
8.1.1 Especificaciones. .............................................................................. 62
8.1.2 Aplicaciones. ..................................................................................... 62
8.2 ADHOC .................................................................................................... 62
8.2.1 Especificaciones. ............................................................................... 62
8.2.2 Aplicaciones.. .................................................................................... 63
8.3 LI-FINET................................................................................................... 63
8.3.1 Especificaciones.. .............................................................................. 63
8.3.2 Aplicaciones. ..................................................................................... 63
CONCLUSIONES .................................................................................................. 64
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 65

6
LISTADO DE TABLAS
Pág
TABLA 1. BANDAS DE PASO DE MODULACIÓN ................................................ 25
TABLA 2. LI-FI VS WI-FI. ....................................................................................... 52
TABLA 3. ADJUDICACIÓN DE BANDAS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE 4G. . 56

7
LISTA DE FIGURAS
Pág

FIGURA 1. POSIBLES USOS DE LA TECNOLOGÍA LI-FI EN SITIOS CERRADOS
....................................................................................................................... 26
FIGURA 2. DISTRIBUCIÓN DEL ESPECTRO ...................................................... 28
FIGURA 3. LI-FI COMO ALTERNATIVA DE COMUNICACIÓN ENTRE
DISPOSITIVOS. ............................................................................................. 30
FIGURA 4. FORMA DE PROPAGACIÓN DE LA SEÑAL ....................................... 32
FIGURA 5. PROFESOR HARALD HAAS, PIONERO EN EL DESARROLLO DE LI-
FI .................................................................................................................... 34
FIGURA 6. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN LI-FI. ....... 35
FIGURA 7. LOS LEDS COMO FUENTE DE TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN. 37
FIGURA 8. GIGADOCK. ........................................................................................ 39
FIGURA 9. GIGABEAM. ........................................................................................ 40
FIGURA 10. GIGASHOWER. ................................................................................ 41
FIGURA 11. GIGAMIMO........................................................................................ 42
FIGURA 12. LI-FI EN LA NUBE. ............................................................................ 43
FIGURA 13. RADIACIÓN SEGURA EN TELÉFONOS MÓVILES. ......................... 45
FIGURA 14. MULTICANAL. ................................................................................... 46
FIGURA 15. CONTROL DE ILUMINACIÓN ÓPTICA. ............................................ 47
FIGURA 16. HOGARES INTELIGENTES. ............................................................. 48
FIGURA 17. IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA LI-FI PARA LLEGAR A LAS
ZONAS VULNERABLES. ............................................................................... 57
FIGURA 18. PROTOTIPO DE IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA LI-FI PARA EL
CONTROL DEL SISTEMA DEL SERVICIO PÚBLICO VEHICULAR. ............. 59
FIGURA 19. SISTEMA LI-FI GEOLED. .................................................................. 61
FIGURA 20. SISTEMA LI-FI ADHOC. .................................................................... 62
FIGURA 21. SISTEMA LI-FI LI-FINET. .................................................................. 63

8
LISTA DE ABREVIATURAS

ADHOC: Red Inalámbrica Descentralizada

ADSL: Asymmetric Digital Subscriber Line

ASK: Modulación por Desplazamiento de Amplitud

CSK: Modulación por Desplazamiento de Color

GigE: GIGabit Ethernet

GPRS: General Packet Radio Services

HDTV: High Definition TV

IFE: Sistemas de Entrenamiento de Vuelo

IP: Internet Protocol

IrDA: Infrared Data Association

ISM: Industrial, Scientific and Medical

LBS: Servicios Basados en Localización

LED: Light Emitting Diode

LI-FI: Light Fidelity

MAC: Media Access Control

MINTIC: Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones

ODM: Original Design Manufacturer

OEM: Original Equipment Manufacturer

OMS: Organización Mundial de la Salud

OOK: Codificación por Manipulación de Interrupción

PCI: Peripheral Component Interconnect

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RF: Radio Frecuencia

TCP: Transmission Control Protocol

TED: Technology, Entertainment and Design

TIC: Tecnología de la Información y la Comunicación

UMTS: Universal Mobile Telecommunications System

VHF: Very High Frequency

VLC: Visible Light Communications

VPPM: Modulación por Posición de Pulso

WEP: Wired Equivalent Privacy

WI-FI: Wireless Fidelity

WLAN: Wireless Local Area Network

WPA: Wi-Fi Protect Access

WPA2: Wi-Fi Protect Access 2

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